青島沿海氣溶膠和水汽對太陽輻射影響的分析研究.pdf

1、氣溶膠能夠直接或間接地影響到達地表的太陽輻射，是影響地球氣候系統(tǒng)的關(guān)鍵因子。青島是海濱城市，氣溶膠來源復(fù)雜，研究青島地區(qū)氣溶膠輻射強迫對了解沿海地區(qū)氣溶膠對氣候的影響具有重要意義。本文利用長期地基觀測的高分辨率的氣溶膠光學(xué)資料及輻射數(shù)據(jù)進行氣溶膠和水汽的輻射強迫研究。首先分析了氣溶膠光學(xué)厚度、單次散射比日變化及季節(jié)變化特征。分別以探空資料和模式大氣作為輸入?yún)⒘?，利用SBDART模式計算晴空條件下到達地面的太陽總輻射，與觀測資料比較進行誤

2、差分析。以此為基礎(chǔ)計算了氣溶膠和水汽在地面處、大氣頂?shù)妮椛鋸娖龋⒐烙嬃藲馊苣z對整層大氣輻射的影響。結(jié)果表明：
　?。?）晴空條件下大氣氣溶膠AOD（光學(xué)厚度）的日變化呈現(xiàn)五種變化趨勢：上升型；遞減型；中午峰值型；中午低值型；波動型。AOD呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化，即夏季AOD數(shù)值最大（0.79），其次是春季（0.63），秋冬季最?。?.49、0.41）。AOD受溫度、氣壓、風向影響顯著。高溫低壓，盛行風向為南風時易出現(xiàn)高AOD。

3、>　　晴空條件下SSA（單次散射比）的日變化特征歸結(jié)為四類：上升型；中午低值型；遞減型；波動型。單次散射比各季節(jié)平均值差別很小。夏、秋、冬三季單次散射比與相對濕度存在較好的正相關(guān)。
　　（2）模式的敏感性試驗表明，AOD、水汽柱含量對總輻射模擬的敏感性較強。使用模式大氣的模擬結(jié)果遠低于觀測值，平均偏差超過50 W/m2。使用探空資料進行模擬的結(jié)果優(yōu)于模式大氣，模擬結(jié)果略低于觀測值，平均偏差11 W/m2（短波段）。分譜帶模擬的結(jié)果

4、表明，水汽條件是其誤差較大的主要原因。長波段的模擬結(jié)果普遍低于觀測值，平均偏差為33 W/m2。無論是短波段還是長波段，模擬結(jié)果均與觀測值存在顯著相關(guān)性。
　?。?）氣溶膠對輻射的影響集中在短波段，長波段輻射強迫量值較小。短波段，氣溶膠顯著的影響了輻射收支，大氣氣溶膠在地面造成了強烈的冷卻效應(yīng)，對于大氣內(nèi)則具有顯著的加熱作用。晴空條件下氣溶膠在地面處、大氣頂及整層大氣的輻射強迫平均值分別為-58W/m2、-10W/m2、47W/m

5、2。氣溶膠對整層大氣的平均加熱率為0.47K/d。
　　大氣氣溶膠在地面和大氣內(nèi)的輻射強迫量值顯著的依賴于AOD的大小，二者相關(guān)系數(shù)分別為-0.916、0.798。與地面處和大氣內(nèi)氣溶膠輻射強迫相比，大氣頂氣溶膠輻射強迫與AOD的相關(guān)性較差。
　　地面處輻射強迫均為負值，而大氣頂、整層大氣的輻射強迫的正負與單次散射比有關(guān)。大氣頂輻射強迫正值僅在單次散射比低于0.9時出現(xiàn)，整層大氣輻射強迫在單次散射比接近1的時候存在部分負值。